乳幼児期の脳内物質の構成が「5歳時点の子どもの言語能力の程度と関連」

脳の組織的経路が、生後1年以内の子どもの言語学習能力の基礎を形成している可能性があるようです。
乳幼児期の脳内物質の構成が、5歳頃時点での子供の言語能力と関連しているそうです。

the brain’s organizational pathways might set a foundation for a child’s language learning abilities within the first year of life.

参照元：https://www.bu.edu/articles/2021/neuroscientist-links-neural-networks-at-birth-to-language-learning-in-early-childhood/
– ボストン大学 Boston University.

赤ちゃんは、胎内にいるときから、この世に出てくるやいなや、環境や周囲の大人から情報を吸収し、生まれてすぐに、泣き声や音、笑い声などの赤ちゃん言葉でコミュニケーションをとる方法を学びます。

しかし、子どもの長期的な言語能力は、乳幼児期の脳の発達によって形成されるのでしょうか。

また、子どもの言語発達は、環境や生育歴によってどの程度影響を受けるのでしょうか。

ボストン大学の研究者は、5年間にわたって数十人の子どもたちを追跡調査し、乳児期に脳がどのように構成されているかと、幼少期に言語を習得する能力との関連性や、脳や言語の発達に環境がどの程度関与しているかについて、これまでで最も詳細な調査を行いました。

今回の研究は、Developmental Cognitive Neuroscience誌に掲載された論文に記載されており、脳の組織的経路が、生後1年以内の子どもの言語学習能力の基礎を形成している可能性があることを発見しました。

これらの経路は白質と呼ばれ、脳組織を構成する数十億個のニューロン（灰白質と呼ばれる）の間をつなぐ役割を果たしています。

これにより、信号のやりとりが可能になり、人間が行うべきさまざまな作業や機能、そして人間を維持するためのあらゆる生物学的プロセスが可能になります。

今回の研究を主導したBUの神経科学者で言語聴覚士の資格を持つジェニファー・ズック氏は話します。

「白質の経路は “高速道路 “で、灰白質の領域は “目的地 “であるという比喩がよく使われます。」

健康・リハビリテーション科学部 サージェントカレッジの言語聴覚科学助教授であるズック氏によると、新しい言語を学ぶなど、ある作業をすればするほど、その作業を担当する脳の領域の経路がより強く、より洗練されたものになり、情報が白質の高速道路をより効率的に流れるようになるそうです。

ズック氏は話します。

「最近の研究では、白質は生後2年以内に最も急速に発達することが示唆されています。白質の発達に加えて、環境が人の言語能力の形成に重要な役割を果たしていることは以前から知られていました。しかし、白質の構成や赤ちゃんのコミュニケーション能力を決定するのに、自然と育成のどちらが支配的であるかについては、多くの不確定要素が残っています。」

今回の研究では、いくつかの具体的な質問に答えようとしました。

脳の発達と言語の発達は連動しているのか、そして最終的には環境が両者の進歩を促しているのか。

また、乳幼児期の脳の構造は、子どもたちが言語で成功するためにどのような役割を果たしているのでしょうか。

そこで、ズック氏とボストン小児病院の研究者であるナディーン・ガーブ氏は、赤ちゃんを持つ40組の家族と会い、MRI（磁気共鳴画像）を使って赤ちゃんの脳を撮影し、白質の発達に関する世界初のデータを収集しました。

MRIを使って赤ちゃんの脳の活動や構造を鮮明に撮影するためには、赤ちゃんが熟睡している必要がありますが、これは簡単なことではありません。

ズック氏は話します。

「4カ月から1年半の赤ちゃんに、MRIの大きな音が寝ている赤ちゃんの邪魔にならないように、居眠りをさせるという課題をクリアしなければなりませんでした。この方法を採用している研究者は世界でもごくわずかです。MRI自体がかなり騒がしい背景を持っているので、乳児が自然に深い眠りについていることは、この非常に困難な偉業を成し遂げるために非常に役立ちます。」

また、MRIを用いて、乳児期から学童期までの健常児の脳構造と言語発達の関係を調べたのは初めてのことです。

今回、MRIを用いて調べた重要な白質経路の1つは、弧状筋節と呼ばれるもので、言語の生成と理解を司る脳の2つの領域を結んでいます。

MRIを用いて白質の組織化を測定し、組織内での水の拡散のしやすさを見ることで、経路の密度を示しました。

赤ちゃんを揺り動かして寝かしつけ、MRI装置の中にそっと入れてから5年後、ズック氏とその共同研究者たちは、子どもたちとその家族に再会し、子どもたちの言語能力の発達を評価しました。

この評価では、子どもたちの語彙の知識、個々の単語の中の音を識別する能力、個々の音を混ぜ合わせて言葉を理解する能力を調べました。

その結果、白質の構成が高い状態で生まれた子供は、5年後の言語能力が高いことがわかり、コミュニケーション能力は、素因となる脳の構造と強く関連している可能性が示唆されました。

しかし、ズック氏は、これは非常に複雑なパズルの最初の1ピースにすぎないと言います。

ズック氏は続けます。

「乳児期に観察された白質の個人差は、遺伝と環境が組み合わさって形成されているのかもしれません。しかし、どのような具体的な要因があれば、子供たちは早い段階でより効果的に白質を構成することができるのかを考えるのは興味深いことです。」

「今回の研究結果では、乳幼児期に言語の基礎が確立されることが示されていますが、継続的な経験と（言語への）曝露が、この基礎の上に積み重なり、子どもの最終的な成果を支えることになります。」

「つまり、生後1年間は、より多くの環境（言語）に触れる機会があり、長期的な成功に向けて子どもを準備することができるのです。」

ズック氏とその研究パートナーは、言語学習の環境的要素と遺伝的要素の関係について、今後も調査を続ける予定です。

また、両親や養育者が、幼児の言語発達における早期のリスク要因を特定し、赤ちゃんのコミュニケーション能力を人生の早い段階で強化するための戦略を決定することを目標としています。